Syntetiske bakterier kan revolusjonere hverdagen for oss alle. Dette er en ny vitenskapsgren som handler om ? programmere arvematerialet i bakteriene til ? l?se bestemte oppgaver.
Den vanligste l?sningen er ? lime inn gener fra helt andre organismer, men det er ogs? mulig ? lage gener som ikke fins i naturen. Dette syntetiske puslespillet gir bakterier helt nye egenskaper.
I ?r skal et team p? sju studenter fra UiO kon kurrere med 300 lag fra hele verden om ? modifisere bakterier slik at de kan brukes til ? utvikle verdens raskeste test av en farlig urinveisinfeksjon.
Den store, internasjonale konkurransen kalles iGEM (International Genetically Engineered Machine) og blir i ?r arrangert for tolvte gang, under ledelse av en av verdens fremste eksperter p? syntetisk biologi, professor Drew Endy fra Stanforduniversitetet i USA. Ideen hans er ? f? studenter til ? finne frem til helt nye m?ter ? manipulere bakterier p?.
– Vi valgte ? jobbe med en kjapp test av urinveisinfeksjon, b?de fordi urinveisinfeksjon er den vanligste infeksjonssykdommen i dag og fordi flere kan d? av antibiotikaresistente bakterier enn av kreft i 2050, forteller masterstudentene Ragnhild Bugge og Torleif Tollefsrud Gj?lberg p? Institutt for biovitenskap. Dypdykket i syntetiske bakterier er bare en del av utdanningen deres. Bugge tar mastergraden p? hvordan genuttrykkene i muskelfibre endres ved h?y og lav treningsbelastning, mens Gj?lberg tar mastergrad p? en ny genteknologisk test som skal avsl?re sykdomsprognosen for pasienter med livmorhalskreft.
Setter antibiotika ut av spill
Nesten fire prosent av alle urinveisinfeksjoner inneholder den farlige ESBL-produserende bakterien. ESBL er en forkortelse for extended spectrum betalactamase, og den er sv?rt vanskelig ? behandle. Denne bakterien har dessverre den uheldige egenskapen at den setter mange typer antibiotika ut av spill.
– Det gjelder ? starte behandlingen med rett antibiotika s? hurtig som mulig.
Uten korrekt behandling er det fare for at infeksjonen sprer seg til nyrene og videre til blodet.
Fra 2002 til 2012 har det v?rt en tidobling av ESBL-produserende bakterier i urinpr?ver.
– Jo vanligere bakterien blir, desto raskere vil den spre seg. ?kningen er eksponentiell. Det er skremmende.
I fremtiden kan det bli enda vanligere med ESBL-bakterier i urinveisinfeksjoner.
– Vi ?nsker ? lage en kjapp og enkel test som sl?r fast om disse bakteriene er i urinpr?ver.
Med dagens klassiske infeksjonstester tar det 12 til 18 timer ? f? svar. Med den nye testen skal det forh?pentligvis v?re mulig ? f? svar p? bare noen f? minutter.
– I dag er det vanligst at bakteriene fra urinveisinfeksjoner dyrkes p? sykehus for ? sl? fast om de er antibiotikaresistente. Med testen v?r skal allmennlegen i l?pet av kort tid kunne sl? fast hvilken type antibiotika som virker – og ikke virker. Feil bruk av antibiotika kan sette den vanlige bakteriefloraen i kroppen under press. Da blir det enda enklere for de resistente bakteriene ? bli flere og fortrenge de andre bakteriene.
Etterligner farlig bakterie
Masterstudentene skal ikke eksperimentere med de farlige ESBLbakteriene. Da er det fare for at smitten havner p? avveier.
– Vi lager i stedet en harml?s, syntetisk bakterie som skal etterligne den antibiotikaresistente bakterien. Hele poenget er ? bruke den syntetiske bakterien til ? utvikle urinveisinfeksjonstesten.
En ESBL-produserende bakterie har uheldigvis den spesielle egenskapen at den kl?yver en ring i antibiotikamolekylene i to. Da inaktiveres antibiotikaen. Et gen i bakterien har koder for et bestemt enzym som fungerer som en saks. Du kan gjerne kalle dette genet for saksegenet.
Den genetiske koden til saksegenet er kjent. De h?per n? ? f? den syntetisert. Da kan de sy inn saksegenet p? et bestemt sted i genomet til den syntetiske bakterien.
– Da vil den syntetiske bakterien f? den samme sakseegenskapen som ESBL-bakterien.
Neste stopp er ? lage en kjemisk blanding som skal brukes i urinveistesten. Blandingen skal skifte farge n?r de syntetiske bakteriene klipper visse kjemiske stoffer i to.
N?r de har klart ? lage en test som skifter farge, er de ogs? n?dt til ? unders?ke om testen fungerer p? vaskeekte ESBL-bakterier. Testingen skal skje i et laboratorium tilrettelagt for nettopp farlige bakterier.
I slutten av oktober m? det hele v?re klart. Da skal de sju studentene til Boston i USA for ? konkurrere om hvem som har laget den beste syntetiske bakterien.
Da skal de mest innovative og spennende ideene k?res. En rekke ideer fra tidligere konkurranser har allerede f?rt til b?de patenter og gründerbedrifter.